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1、第七单元 生物的变异、育种和进化,第1讲 基因突变和基因重组,1概念,DNA分子中发生碱基对的_而引起的基因结构的改变。 2时间 主要发生在_或_。 3突变特点 (1)_：一切生物都可以发生。 (2)随机性：生物个体发育的任何时期和部位。 (3)低频性：自然状态下，突变频率很低。 (4)_：一个基因可以向不同的方向发生突变。 (5)多害少利性：有些基因突变，可使生物获得新性状，适应改变了的环境。,替换、增添和缺失,有丝分裂间期,减数第一次分裂前的间期,普遍性,不定向性,4意义 (1)_产生的途径。 (2)生物变异的根本来源。 (3)生物进化的原始材料。,新基因,紫外线,某些病毒,5诱发基因突变
2、的因素,1属于碱基对的替换；能。 2不一定。如基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸时不会导致性状改变；基因突变若为隐性突变，如AAAa，不会导致性状的改变。 3,【教材深挖】 1镰刀型细胞贫血症属于基因突变的哪种类型？该症状能遗传给子代吗？ 2基因突变一定改变生物的性状吗？请举例说明。 3下图为大肠杆菌某基因碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是哪一种？(不考虑终止密码子),1.(2017安徽巢湖月考，5)下图为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是( ) A图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因 B结肠癌的发生是多个基因突变累积
3、的结果 C图中染色体上的基因变化说明基因突变是随机和定向的 D上述基因突变可传递给子代细胞从而一定传给子代个体,B,【解析】由图分析发现各突变体的突变基因不在同一对染色体上，所以与结肠癌有关的基因不能互为等位基因，A错误；从图中可以发现突变体的突变基因个数越来越多，最终癌变，B正确；图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和不定向的，C错误；上述基因突变可传递给子代细胞，但是不一定传给子代个体，D错误,2下列关于基因突变的叙述，正确的是( ) A基因突变后基因间的位置关系没有改变 B体细胞发生的基因突变一定不能遗传给后代 C基因突变大多是有害的，无法作为进化的原材料 D观察细胞分裂中期染色体形
4、态可判断基因突变的位置,【解析】基因突变导致基因的种类发生改变，基因的数目和位置不发生改变，A正确；体细胞的基因突变一般不遗传给后代，但是植物可以通过无性繁殖的方式遗传给后代，B错误；基因突变能产生新基因，是生物变异的根本来源，能为生物进化提供原材料，C错误；基因突变属于分子水平的变异，不能用显微镜观察到，D错误。,A,3.(2017河南新野三高段考三，25)某科学兴趣小组偶然发现一突变雄性植株，其突变性状是其一条染色体上的某个基因发生突变的结果，假设突变性状和野生性状由一对等位基因(A、a)控制。为了进一步了解突变基因的显隐性和在染色体上的位置，设计了杂交实验，让该株突变雄株与多株野生纯合雌
5、株杂交，观察记录子代雌雄植株中野生性状和突变性状的数量，如表所示，下列有关实验结果和结论的说法不正确的是( ),A.如果突变基因位于Y染色体上， 则Q和P值分别为1、0 B如果突变基因位于X染色体上， 且为显性，则Q和P值分别为0、1 C如果突变基因位于X和Y染色体 的同源区段，且为显性，则Q和P值 分别为1、1 D如果突变基因位于常染色体上，且为显性，则Q和P值分别为1/2、1/2,C,【解析】如果突变基因位于Y染色体上，则雄性植株全部表现为突变性状，Q和P值分别为1、0，A正确；如果突变基因位于X染色体上，且为显性，则突变雄株的基因型为XAY，野生纯合雌株的基因型为XaXa，则子代中雌性全
6、部表现为突变性状，雄性全部表现为野生性状，Q和P值分别为0、1，B正确；若突变基因位于X和Y染色体的同源区段，且为显性，则突变雄株的基因型为XAYa或XaYA，野生纯合雌株的基因型为XaXa，Q和P值分别为0、1或1、0，C错误；如果突变基因位于常染色体上，且为显性，则突变雄株的基因型为Aa，野生纯合雌株的基因型为aa，子代中雌雄个体显隐性性状的比例都为11，即Q和P值都为1/2，D正确,4一株红花植株上开满红花，其中仅出现一朵白花，则白花出现的原因不可能是( ) A植株发生性状分离 B相关体细胞发生隐性基因突变 C相关体细胞发生显性基因突变 D相关体细胞有丝分裂过程中丢失了包含红花基因的染色
7、体片段,A,【解析】在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离；一株红花植株上开满红花，其中仅出现一朵白花的原因可能是基因突变或者是丢失了包含红花基因的染色体片段。,1显性突变和隐性突变的判断 (1)类型显性突变： (2)判定方法 选取突变体与其他已知未突变纯合子杂交，据子代性状表现判断。 让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。,2.突变基因具体位置的判断 (1)利用野生型的个体与缺失不同基因的突变体比较，根据有无特定酶的活性判断编码该酶的基因对应的位置。 (2)将一缺失未知基因片段的突变株与已知的缺失不同基因片段的突变株分别培养，根据是否转化为野生型个体判断未知个体的缺失
8、基因对应的位置。,1基因重组,【答案】基因 非同源染色体上的非等位基因自由组合 非姐妹染色单体 基因型,11,2基因重组的三种类型,12,3.基因突变与基因重组的区别和联系,13,【教材深挖】 1自然条件下，原核生物能发生基因重组吗？ 2精子与卵细胞随机结合属于基因重组吗？为什么？,1一般不能。但是特殊情况下可以，如肺炎双球菌的转化。 2不属于。基因重组的实质是控制不同性状的基因的重新组合，精子和卵细胞随机结合时，由于来自父方和母方的染色体为同源染色体，故精子与卵细胞的随机结合不会导致基因重组，自然条件下基因重组发生的时间是减数第一次分裂前期的四分体时期和减数第一次分裂后期。基因重组发生在精子
9、和卵细胞的形成过程中。,14,1.下列关于基因重组的叙述，错误的是( ) A基因重组通常发生在有性生殖过程中 B基因重组产生的变异能为生物进化提供原材料 C同源染色体上的非等位基因可以发生重组 D非同源染色体上的非等位基因不可以发生重组,【解析】同源染色体上的非等位基因可以通过交叉互换发生重组，非同源染色体上的非等位基因通过非同源染色体自由组合发生重组，D项错误。,D,15,【解析】生物体进行有性生殖的过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组，A正确；减数分裂四分体时期，由于同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组，B错误；减数分裂过程中，随着非同源染色体上的非等位基因的
10、自由组合可导致基因重组，C正确；一般情况下，水稻花药经过减数分裂形成配子，可发生基因重组，而根尖细胞进行有丝分裂，不能发生基因重组，D正确。,2下列关于基因重组的说法，不正确的是( ) A生物体进行有性生殖的过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组 B减数分裂四分体时期，由于同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组 C减数分裂过程中，随着非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组 D一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能,B,16,3.(2017山东滕州三中期中，16)某雄性动物的基因型为AaBb。下图是其一个精原细胞减数分裂过程中的两个不同时期细胞分裂图
11、像。相关叙述正确的是( ),A图甲细胞处于减数第一次分裂，称为初级精母细胞 B由图甲可知，该精原细胞在分裂过程中发生了基因突变 C由图乙可知，另三个精细胞的基因型分别为ab、AB、AB D在减数第一次分裂后期，移向细胞同一极的基因可能是A、a、b、b,D,【解析】图甲细胞中没有同源染色体，处于减数第二次分裂前期，为次级精母细胞；由图甲可知，四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换，由此引起的变异属于基因重组；该细胞经减数分裂形成的四个精子，可能发生过交叉互换，如果发生交叉互换，则其基因型分别为AB、aB、Ab、ab；根据图中细胞中的基因及染色体颜色可知，该细胞在减数第一次分裂前期发生过
12、交叉互换，在减数第一次分裂后期，移向细胞同一极的基因可能是A、a、b、b。,17,4下图是某二倍体动物细胞分裂示意图，其中字母表示基因。据图判断( ),A此细胞含有4个染色体组，8个DNA分子 B此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDd C此细胞发生的一定是显性突变 D此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组,D,【解析】图示细胞有2个染色体组，8个DNA分子；细胞中正在发生同源染色体的分离，非同源染色体上非等位基因的自由组合，即基因重组；图中一条染色体的姐妹染色单体相同位置的基因为D和d，其对应的同源染色体上含有d、d，可以确定发生了基因突变，但不能确定的是D突变成d，还是d突变成D，故可能发
13、生的是隐性突变，也可能发生的是显性突变。,18,基因突变和基因重组的判断方法 (1)根据亲代基因型判定 如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变。 如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。,(2)根据细胞分裂方式判定 如果是有丝分裂过程中染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。 如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换。,19,(3)根据染色体图示判定 如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。 如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(同白或同黑)上的两基
14、因不同，则为基因突变的结果，如图乙。 如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为交叉互换(基因重组)的结果，如图丙。,(4)根据变异个体数量判定,20,1(2016天津高考，5)枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：,注 P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸 下列叙述正确的是( ) AS12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性 B链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能 C突变型的产生是由于碱基对的缺失所致 D链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变,A,【解析】从表中可以看出野生型和突变型枯草杆菌的S12蛋白中第56位氨基酸不同，最终导致突变型能在含链霉素的培养基
15、中存活，所以S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性，A正确；核糖体是进行翻译的场所，所以链霉素通过与核糖体结合抑制枯草杆菌的翻译功能，B错误；因为野生型和突变型的S12蛋白中第55、57、58位氨基酸都相同，所以突变型的产生最可能是由于碱基对的替换所致，C错误；链霉素不能诱发生物变异，且生物变异是不定向的，D错误。,21,2(2015海南高考，19)关于等位基因B和b发生突变的叙述，错误的是( ) A等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因 BX射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率 C基因B中的碱基对GC被碱基对AT替换可导致基因突变 D在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b
16、的突变,B,【解析】根据基因突变的不定向性，突变可以产生多种等位基因，A正确；X射线属于物理诱变因子，可以提高基因突变率，B错误；基因突变包括碱基对的替换、增添、缺失三种情况，C选项属于替换，D选项属于增添，C、D正确,3(2015江苏高考，15)经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株，下列叙述错误的是( ) A白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存 BX射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异 C通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变 D观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异,A,【解析】白花植株的出现是由于X射线照射引起的基因突变，
17、不一定有利于生存，A错误；X射线可引起基因突变和染色体变异，B正确；应用杂交实验，通过观察其后代的表现型及比例，可以确定是显性突变还是隐性突变，C正确；白花植株自交后代若有白花后代，可确定为可遗传变异，否则为不可遗传变异，D正确,22,1基因突变4要点 (1)3个来源：碱基对的增添、缺失和替换。 (2)3个诱变因素：物理因素、化学因素、生物因素。 (3)5个特点：普遍性、随机性、低频性、不定向性、多害少利性。 (4)3个意义：新基因产生的途径；生物变异的根本来源；生物进化的原始材料。,2基因重组3要点 (1)1个时期：发生在有性生殖过程中。 (2)2个来源：非同源染色体的自由组合；同源染色体中
18、非姐妹染色单体的交叉互换。 (3)1个意义：形成生物多样性的重要原因。,23,易错点1 基因突变就是“DNA中碱基对的增添、缺失和替换” 【点拨】基因突变DNA中碱基对的增添、缺失和替换。 (1)基因是有遗传效应的DNA片段，不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基对的改变。 (2)有些病毒(如SARS病毒)的遗传物质是RNA，RNA中碱基的增添、缺失和替换引起病毒性状变异，广义上也称为基因突变。,易错点2 误认为基因突变只发生在分裂间期 【点拨】引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素。外部因素对DNA的损伤不仅发生在间期，而是各个时期都可发生；另外，外部因素还可直接损伤DNA分子或改变碱基序列，并不是通过DNA的复制来改变碱基对，所以基因突变不只发生在分裂间期。,易错点3 将基因突变的结果“产生新基因”与“产生等位基因”混淆 【点拨】不同生物的基因组组成不同，病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变一般产生的是一个新基因。,